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Centro Universitário de Brasília - UniCEUB Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia –FAET
Curso de Engenharia de Computação PROJETO FINAL
PROJETO DE CONCLUSÃO DO CURSO BOMBA DE INFUSÃO DE INSULINA MICROCONTROLADA
Autor: Augusto Barbosa Cavalcanti (RA: 2031727-0) Orientador: Prof. M. C. Claudio Penedo
BRASÍLIA - DF 2º SEMESTRE DE 2007
AUGUSTO BARBOSA CAVALCANTI
PROJETO FINAL BOMBA DE INFUSÃO DE INSULINA MICROCONTROLADA
BRASÍLIA-DF 2º SEMESTRE DE 2007
A o s m e u s p a i s .
A G R A D E C I M E N T O S
Talvez essa, a parte a ser escrita com maior zelo e atenção, pois
qualquer equívoco não resulta em erro técnico, mas pior, injustiça.
Paciência, compreensão, mais que conhecimento, são essas as
qualidades das pessoas a quem devo primeiro agradecer.
Primeiro agradeço aos meus pais, Mário e Eliene, que
incondicionalmente me apoiaram, me ajudando a caminhar para
frente, enfrentar meus medos e corrigir meus erros.
À minha namorada, Maria, agradeço pela compreensão. À ela,
também agradeço por me substituir nos plantões quando mais
precisei e, principalmente, por manter-se firme ao meu lado, mesmo
nas noites mal dormidas.
Ao meu irmão, Filipe, pelos conselhos sempre pertinentes.
Agradeço a todos os professores que, sem dúvida, tiveram
participação essencial na minha formação. Em destaque os
professores Penedo e Javier, que me acompanharam mais de perto
nesta última etapa.
Por fim, agradeço a todos os meus colegas que tornaram estes 5
anos agradáveis e indeléveis da memória.
I
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS................................................................................................ III LISTA DE TABELAS................................................................................................IV LISTA DE SIGLAS....................................................................................................V RESUMO .................................................................................................................VI ABSTRACT.............................................................................................................VII Capítulo 01 – INTRODUÇÃO.................................................................................. 1
1.1 Objetivos....................................................................................................... 2 1.2 Métodos ........................................................................................................ 3 1.3 Limitações do Trabalho ................................................................................ 4 1.4 Estrutura do Trabalho................................................................................... 4
Capítulo 02 – O DIABETES MELLITUS ................................................................. 6 2.1 Importância do controle glicêmico ................................................................. 7 2.2 Bombas de Infusão de Insulina ..................................................................... 7
Capítulo 03 – DESCRIÇÃO DO HARDWARE ..................................................... 10 3.1 O Kit dsPICLAB ........................................................................................... 10 3.2 O motor elétrico e suas engrenagens ......................................................... 13 3.3 A seringa, a cânula e a agulha .................................................................... 14
Capítulo 04 – IMPLEMENTAÇÃO ........................................................................ 17
4.1 Premissas .................................................................................................... 17 4.2 Desenvolvimento ......................................................................................... 18
4.2.1 Protótipo ........................................................................................... 20 4.2.2 Firmware........................................................................................... 23
4.3 Considerações sobre o hardware................................................................ 26 4.4 Dificuldades ................................................................................................. 27
Capítulo 05 – RESULTADOS E SIMULAÇÕES................................................... 29 Capítulo 06 – CONCLUSÃO ................................................................................. 33
6.1 Sugestões de trabalhos futuros................................................................... 33 GLOSSÁRIO........................................................................................................... 36 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................... 38 APÊNDICE A – CÓDIGO-FONTE DO PROTÓTIPO............................................. 39 APÊNDICE B – CÓDIGO-FONTE DE CONTROLE DA DEMONSTRAÇÃO........ 43 APÊNDICE C – DESCRIÇÃO DETALHADA DA PLACA ...................................... 45 APÊNDICE D – CÓDIGO-FONTE DO PROTÓTIPO OTIMIZADO ....................... 53 APÊNDICE E – CÓDIGO-FONTE DO PROTÓTIPO COM ENTRADA A/D.......... 55
II
Lista de Figuras Figura 3.1 – Botões do kit e os correspondentes pinos no microcontrolador ........ 11
Figura 3.2 – Leds do kit dsPICLAB ........................................................................ 12
Figura 3.3 – Portas de acesso direto ao microcontrolador..................................... 12
Figura 3.4 – Motor elétrico retirado de um celular.................................................. 13
Figura 3.5 – Ligação caixa de redução-seringa ..................................................... 14
Figura 3.6 – Cânula ................................................................................................ 15
Figura 3.7 – Exemplos de seringas de dois tamanhos diferentes ......................... 16
Figura 4.1 – Projeção esquemática/artística da bomba de insulina desenvolvida 19
Figura 4.2 – Protótipo demonstrativo ..................................................................... 21
Figura 4.3 – Miniaturização da bomba ................................................................... 21
Figura 4.4 – Taxa de infusão de insulina no sangue durante o dia ....................... 23
Figura 4.4 – Fluxograma do firmware controlador da bomba ................................ 24
Figura 4.5 – Materiais utilizados para a fabricação de peças ................................ 27
Figura 4.6 – Lupa eletrônica ................................................................................... 28
Figura 5.1 – Protótipo final...................................................................................... 32
Figura C.1 – Botões do kit e os correspondentes pinos no microcontrolador ....... 46
Figura C.2 – Jumpers ............................................................................................. 47
Figura C.3 – Leds ligados ao kit ............................................................................. 48
Figura C.4 – Jumper que determina a comunicação dos leds............................... 48
Figura C.5 – Trimpots ligados à entrada analógica do dsPIC................................ 49
Figura C.6 – Portas de acesso direto ao microcontrolador.................................... 51
Figura C.7 – Esquema elétrico da placa (frente).................................................... 51
Figura C.8 - Esquema elétrico da placa (verso)..................................................... 52
III
Lista de Tabelas
Tabela 5.1 – Custo da bomba desenvolvida .......................................................... 29
Tabela 5.2 – Comparativo entre as bombas .......................................................... 30
Tabela C.1 – Pinos dos botões e suas funções ..................................................... 46
Tabela C.2 – Ligações dos leds aos pino do dsPIC............................................... 49
Tabela C.3 – Posição dos jumpers e suas configurações ..................................... 50
IV
LISTA DE SIGLAS
SIC – sistema de infusão contínua de insulina
CIS – continuos infusion system
UI – unidades internacionai. Neste trabalho referente a uma medida adimencional para
quantificar a insulina. Geralmente apresenta a seguinte relação: 100UI = 1ml.
V
RESUMO
Os sistemas de infusão contínua de insulina, as bombas de insulina,
são alternativa relativamente recente para o tratamento do paciente diabético
insulinodependente. Por serem flexíveis no seu uso, confortáveis e de fácil
manuseio, representam, no geral, uma melhora na qualidade de vida desse tipo
de paciente, substituindo as injeções. Porém, essa tecnologia é detida por
alguns grandes laboratórios, fazendo com que esse tipo de tratamento
represente alto custo para seu usuário. O presente trabalho descreve o projeto
e a construção de um sistema de infusão contínua de insulina, visando o baixo
custo e a aplicação de conhecimentos de engenharia. Foram obtidos dados
científicos sobre dose e administração adequada de insulina com base em
pesquisa bibliográfica. Objetiva-se neste trabalho desenvolver um sistema de
infusão de insulina que funciona de forma autônoma. O núcleo do dispositivo
projetado é formado por um microcontrolador, um motor elétrico e uma seringa,
constituindo um sistema que infunde insulina de ação rápida constantemente,
simulando a ação de um pâncreas normal. Isto é, fornecendo doses de insulina
o mais próximo possível dos valores fisiológicos. Para demonstrar a viabilidade
e a eficácia do sistema, por meio de métodos experimentais, foi construído um
protótipo funcionante.
Palavras-chave: bomba de insulina, SIC (sistema de infusão contínua de
insulina), insulina, diabetes.
VI
VII
ABSTRACT
Continuous insulin infusion systems, also known as insulin pumps, are
relatively new alternative for the treatment of insulin dependent diabetic patients.
Due to their flexibility in use, comfort and being easy to handle, they represent,
in general, an improvement on the life quality of such patients replacing the
injections. This technology is held by a few large laboratories, therefore this type
of treatment represents a high cost to its users. This project describes the
design and construction of a continuous insulin infusion system, keeping in mind
low cost and the application of engineering knowledge. Scientific data was
obtained through bibliographical research regarding proper dosage and
administration of insulin. The projected insulin infusion system works regardless
of other devices. The core of the device consists in a microcontroller, an electric
motor and a syringe that gives quick action insulin constantly, simulating the
action of a normal pancreas. It provides insulin in doses as close as possible to
the physiological values. To demonstrate the feasibility and effectiveness of the
system a functional prototype was built and tested through experimental
methods.
Keywords: insulin pump, CIS (continuos infusion system), insulin, diabetes.
1 INTRODUÇÃO
Diabetes Mellitus é um distúrbio hormonal causado por disfunção da
ação de insulina no corpo que atinge milhões de pessoas no mundo todo
(VILAR, 2006).
No diabetes tipo I e em alguns casos de diabetes tipo II, o paciente é
incapaz de produzir quantidade suficiente de insulina para manter as funções
metabólicas do corpo. Quando isso acontece, o organismo não metaboliza a
glicose de forma adequada. É quando a glicose fica alta no sangue e as células
do corpo sofrem por falta de energia (GREENSPAN, 2006). Isso, atualmente,
significa que seu portador está condenado à dependência de insulina para o
resto de sua vida, representando uma diminuição da sua qualidade de vida, já
que não pode se exercitar livremente sem ajuste da dose da medicação; o
tratamento é constituído de múltiplas agulhadas diárias; há risco de
hipoglicemia; não é possível mudar a dieta sem recalcular a dose de insulina.
Mas existem alternativas de tratamento para o diabetes: a bomba
infusora de insulina é uma delas. Esse equipamento é um dispositivo já
existente no mercado que visa a melhora da qualidade de vida do paciente
diabético insulinodependente, substituindo as injeções de insulina (SBD, 2006).
Porém esse tipo de equipamento é de custo elevado se tornando inacessível
para a maioria da população. Segundo a Sociedade Brasileira de Diabetes, um
equipamento similar custava cerca de R$ 12.000 em 2006.
Este trabalho tem por objetivo principal descrever o projeto e a
construção de um sistema de infusão contínua de insulina, visando o baixo
custo e a aplicação de conhecimentos de engenharia. A partir de dispositivos
eletrônicos e de conhecimentos médicos específicos da fisiologia do pâncreas
e do metabolismo da glicose, foi desenvolvido um dispositivo que infunde
constantemente insulina no tecido subcutâneo do portador de diabetes, sendo
possivelmente mais acessível ao paciente diabético que se beneficiaria com o
uso da bomba de infusão de insulina comercial comum.
1
O presente trabalho foi dividido em etapas didáticas que se
interpuseram: a aquisição de dados científicos e a construção do dispositivo.
Foram obtidos dados científicos sobre dose e administração
adequada de insulina com base em pesquisa bibliográfica. Com conhecimentos
adquiridos nas disciplinas: Circuitos Eletrônicos, Mecânica dos Fluidos,
Controle e Servomecanismo, Microprocessadores e Microcontroladores entre
outras, foi projetado um sistema de infusão de insulina que funciona de forma
autônoma. O núcleo do dispositivo projetado é constituído de um
microcontrolador, um motor elétrico e uma seringa, constituindo sistema que
infunde insulina de ação rápida constantemente, simulando a ação de um
pâncreas normal. Isto é, fornecendo doses de insulina o mais próximo possível
dos valores fisiológicos. Então foi construído um aparelho portátil e eficaz de
infusão de insulina subcutânea, visando o baixo custo.
O aparelho construído é um protótipo funcionante, com o qual são
demonstradas a eficácia e a viabilidade do sistema por meio de métodos
experimentais.
1.1 Objetivos
O presente trabalho tem por objetivo principal projetar e construir
uma bomba de infusão de insulina microcontrolada.
Com base em pesquisa bibliográfica, foram obtidos dados científicos
sobre dose e administração adequada de insulina.
Com os conhecimentos adquiridos ao longo do curso de engenharia
da computação nas disciplinas: Circuitos Eletrônicos, Mecânica dos Fluidos,
Controle e Servomecanismo, Microprocessadores e Microcontroladores entre
outras; foi projetado um sistema de infusão de insulina que funciona de forma
automática.
2
Para isso, a partir de um microcontrolador, um motor elétrico e uma
seringa, pretende-se construir um dispositivo que infunda constantemente
insulina no tecido subcutâneo do portador de diabetes, simulando a ação de
um pâncreas normal. Isto é, que seja capaz de fornecer doses de insulina o
mais próximo possível dos valores fisiológicos.
Com isso, objetiva-se ainda construir um sistema portátil e eficaz de
infusão de insulina subcutânea, tornando essa tecnologia acessível a
populações de menor renda.
E, além disso, pretende-se apresentar um protótipo funcionante, que
torne claras a eficácia e a viabilidade do sistema por meio de métodos
experimentais.
Métodos
Como supracitado, foi projetada e construída uma bomba automática
de infusão de insulina, portátil, utilizando-se um microcontrolador e um motor
elétrico.
Pretende-se demonstrar que o microcontrolador, núcleo lógico do
projeto, programado e alimentado com os dados obtidos na pesquisa
bibliográfica, torna-se capaz de, adequadamente, controlar um motor elétrico
que infundirá a dose correta de insulina.
O motor elétrico, por sua vez, funciona como uma bomba, infundindo
a insulina. Todo o processo é microcontrolado para simular as doses séricas de
insulina de um indivíduo hígido. Isto é, o dispositivo é responsável por injetar no
tecido subcutâneo do usuário de insulina em ciclos o mais próximo possível do
fisiológico.
O projeto é demonstrado na forma de protótipo funcionante. Por
3
razões éticas, não foram utilizadas cobaias vivas. A demonstração prática
procura provar a viabilidade do projeto, utilizando-se dados científicos e
simulações in vitro. Ou seja, é feita demonstração que prova que a bomba é
capaz de infundir os valores de insulina propostos, descrita no corpo do
trabalho.
1.3 Limitações do Trabalho
Segundo o Consenso Brasileiro sobre Diabetes: ”Idealmente, a
eficácia de um tratamento deve ser medida em termos de redução de
mortalidade. Estudos que avaliam este desfecho envolvem um grande número
de pacientes, são longos e dispendiosos.” (SOCIEDADE BRASILEIRA DE
DIABETES, 2006). Por isso, não é escopo nem pretensão do presente
trabalho provar a eficácia do tratamento do diabetes com o uso de bombas de
infusão contínua, mas sim, a partir de dados sobre as vantagens desse
tratamento, buscar solução original e mais acessível de construção desses
dispositivos.
1.4 Estrutura do Trabalho
O presente trabalho é dividido em 6 capítulos. O primeiro capítulo,
INTRODUÇÃO, trata do tema motivador do projeto, descreve os objetivos do
mesmo, além das suas limitações. Neste capítulo ainda está inclusa esta
seção, que descreve a estrutura de todo o trabalho.
O segundo capítulo, O DIABETES MELLITUS, é uma revisão da
literatura no que diz respeito a essa doença, seu tratamento com bombas de
infusão de insulina e a importância do controle glicêmico.
O terceiro capítulo, DESCRIÇÃO DO HARDWARE, descreve os
componentes físicos utilizados na montagem do protótipo. Um a um, trata de
suas características e explica o porquê de sua escolha.
4
O quarto capítulo, IMPLEMENTAÇÃO, trata de todo o processo de
desenvolvimento do protótipo, desde as premissas para sua concepção, até a
implementação física do projeto. Constam ainda nesse capítulo as dificuldades
enfrentadas na implementação e as vantagens do hardware utilizado.
O quinto capítulo, RESULTADOS E SIMULAÇÕES, mostra os
resultados obtidos ao testar o protótipo.
O sexto e último capítulo, CONSIDERAÇÕES FINAIS, traz sugestões
de trabalhos futuros e a conclusão do trabalho.
O trabalho conta ainda com um glossário, que contém os termos
médicos e técnicos usados neste trabalho.
5
2 O DIABETES MELLITUS O Diabetes Mellitus é uma afecção sindrômica, de etiologia múltipla e
por vezes mal definida, caracterizada por aumento dos níveis de glicose sérica
(cronicamente). É decorrente de disfunção pancreática ou dos receptores
periféricos de insulina (SBD, 2003).
O termo diabetes, do grego, significa sifão e conota a idéia de passar
através de, se referindo a um dos principais sintomas desse agravo, que é
polidipsia, há 3500 anos. E o termo Mellitus, que significa mel foi acrescentado
há mais de 300 anos, se referindo à presença de glicose na urina (ALMEIDA,
1998). Isso mostra quão antigo é o conhecimento dessa doença,
profundamente estudada, mas só recentemente melhor compreendida.
Hoje sabe-se que as principais conseqüências do diabetes mellitus são
decorrentes do inadequado controle glicêmico das alterações vasculares que
causa. Estas alterações resultam em modificações na função de diversos
órgãos, podendo ter repercussões graves e crônicas. As principais
complicações crônicas são “a nefropatia, com possível evolução para insu-
ficiência renal, a retinopatia, com a possibilidade de cegueira e/ou neuropatia,
com risco de úlceras nos pés, amputações, artropatia de Charcot e
manifestações de disfunção autonômica, incluindo disfunção sexual. Pessoas
com diabetes apresentam risco maior de doença vascular aterosclerótica, como
doença coronariana, doença arterial periférica e doença vascular cerebral.”
(SBD, 2003)
Daí, tem-se uma idéia de porque o diabetes é um importante problema
de saúde pública. A sua incidência, bem como sua prevalência aumentam a
cada dia; relaciona-se a complicações que afetam as esferas biológica,
psíquica e social de forma contundente; e assim resulta em alto custo para seu
portador e para o estado (SBD, 2003).
Ainda segundo o consenso, medidas preventivas contra o Diabetes
6
Mellitus visam reduzir o impacto da morbidade e da mortalidade de pacientes,
se mostrando bastante efetivas nesse propósito. A adoção do tratamento com
a bomba de insulina, entre outras coisas, representa uma forma de prevenção
secundária dos agravos crônicos do Diabetes no paciente insulinodependente.
Isso porque possibilita bom controle dos níveis glicêmicos. Porém esse tipo de
terapêutica é de custo elevado, sendo restrito a poucos (SBD, 2006).
2.1 Importância do Controle Glicêmico
Quando a glicose se mantém a níveis elevados no sangue por muito
tempo, os efeitos tóxicos da glicose no organismo podem se tornar evidentes.
A glicose no sangue, assim como nos mais diversos tecidos do corpo, se liga a
proteínas, causando perda parcial ou total de suas funções. À esse fenômeno
dá-se o nome de glicação ou glicosilação (BANDEIRA, 2003)
Como já dito, glicação de proteínas ocorre em praticamente todo o
corpo, podendo causar disfunção de vários órgãos e sistemas, como vasos,
olhos, rins, hematopoiético e nervoso.
Cinco a cada cem pacientes diabéticos com controle perfeitamente
adequado, desenvolverão as complicações crônicas da doença, mas
importantes estudos mostram que até 75% dos diabéticos, quando têm seus
índices glicêmicos bem controlados, podem evitar complicações crônicas,
contra 20% de todos os diabéticos, independentemente do controle que
mantêm. Isso significa que quanto melhor o controle da glicemia, maiores as
chances de não evoluir com complicações crônicas (ALMEIDA, 1998).
2.2 Bombas de Infusão de Insulina
As bombas de infusão contínua de insulina são dispositivos
eletromecânicos de administração de insulina em pacientes diabéticos que têm
o objetivo de simular os padrões de secreção de insulina dos não-diabéticos.
7
(principalmente no que diz respeito a infusão basal dessa medicação,
sobreposta a picos prandiais) (BONDANSKY,1988).
Esses dispositivos se destacam por serem capazes de manter controle
rigoroso da glicemia e permitirem maior liberdade aos seus usuários quanto a
dieta e exercícios quando comparados com tratamentos convencionais. Isso
significa melhor qualidade de vida e melhor controle da doença
(BONDANSKY,1988).
Atualmente existem duas formas de se simular essa excreção:
1- os sistemas de ciclo fechado
2- sistemas de ciclo aberto
Sistemas de ciclo fechado são os sistemas nos quais há uma aferição
automática da glicose sanguínea e da mesma forma, um ajuste automático da
infusão de insulina (BONDANSKY,1988).
Sistemas de ciclo aberto são os sistemas onde a aferição de glicose é
feita pelo usuário, assim como os ajustes de infusão de insulina
(BONDANSKY,1988).
Com um sistema fechado, o sangue venoso é bombeado do paciente
para o sensor de medida de glicose na máquina. A partir do dado aferido pelo
sensor, um computador calcula quanto de insulina ou de glicose deve ser
ministrada ao paciente, para que se mantenha um valor glicêmico previamente
fornecido à máquina (BONDANSKY,1988).
Já num sistema de ciclo aberto, não há aferição de glicose automática.
Assim, não é possível um "feedback" da máquina. Nesses dispositivos, que
podem ser portáteis, a insulina é infundida automaticamente em taxas
variáveis. São basicamente duas taxas, a basal (pequena taxa de infusão para
manter os níveis fisiológicos de insulina no corpo) e a prandial (taxa mais
elevada, que a basal, representando os "picos" de liberação insulina após as
refeições) (BONDANSKY,1988).
8
Quanto às vias de infusão, essas podem ser as mais diversas, como por
exemplo a subcutânea, a endovenosa e a intraperitoneal). Nesse sistema (o de
ciclo aberto), a monitorização dos índices glicêmicos, pode ser feita pelo
próprio paciente com dispositivos de uso doméstico (glicosímetros capilares,
transdérmicos ou subcutâneos), “fechando" assim o sistema.
Um bom exemplo de sistema de ciclo fechado é o aparelho chamado de
pâncreas endócrino artificial, que monitora os níveis séricos de glicose e, por
meio de algoritmos, calcula quanto de insulina ou glicose deve infundir em um
acesso venoso do paciente. Esse é um aparelho de alto custo e apresenta o
inconveniente de não ser portátil.
No começo da década de 70, alguns pesquisadores conseguiram
demonstrar que sistemas de ciclo aberto podem ser quase tão eficientes
quanto sistemas de ciclo fechado (BONDANSKY, 1988).
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3 DESCRIÇÃO DO HARDWARE O hardware utilizado para confecção do protótipo do presente trabalho é
composto por:
- um kit didático de microcontrolador (kit dsPICLAB);
- um servo-motor e suas engrenagens;
- uma seringa, cânulas e agulhas.
3.1 O Kit dsPICLAB O kit dsPICLAB é o centro lógico do protótipo. O kit é uma placa com
diversos componentes comumente usados em projetos microcontrolados,
visando economia de tempo e redução da curva de aprendizado para execução
do projeto.
O microcontrolador utilizado nesse kit é o dsPIC30F3012, que agrega
funções importantes freqüentemente utilizadas em equipamentos eletrônicos
microcontrolados.
Essa placa é um kit didático que, como já dito, agrega diversos
componentes. Entre os componentes e funções, podemos destacar o gravador
in-circuit, que facilita a implementação, já que não exige que o microcontrolador
seja mudado de placa a cada teste. Além disso, o kit tem os cinco botões
necessários para o protótipo, que são mostrados na Figura 3.1.
10
Figura 3.1 – Botões do kit e os correspondentes pinos no microcontrolador
Os códigos RC13, R14, RB6, RB7 e RD0 são referentes às portas do
microcontrolador às quais os botões são conectados.
Os leds, que fizeram o papel de motor durante as simulações, são
mostrados na Figura 3.2.
11
Figura 3.2 – Leds do kit dsPICLAB
As portas de acesso, também se destacam na aplicação em questão, já
que são usadas para controlar dispositivos externos (o motor no caso). Essas
portas estão em destaque na Figura 3.3.
Figura 3.3 – Portas de acesso direto ao microcontrolador
Informações mais detalhadas sobre o kit, constam no apêndice C,
elaborado baseado na documentação que acompanha o kit.
12
3.2 O Motor Elétrico e Suas Engrenagens O motor utilizado no desenvolvimento do protótipo é, na verdade, um
motor elétrico comum e pode ser visto na Figura 3.4. Retirado de um celular
obsoleto (o qual tinha a função de vibracall), o motor atende às necessidades
do projeto por agregar características valiosas nesse tipo de aplicação: baixo
peso, baixo consumo de energia, baixo ruído e potência relativamente alta.
Figura 3.4 – Motor elétrico retirado de um celular
O motor é, em conjunto com a caixa de redução e as engrenagens que
movimentam o êmbolo da seringa, o núcleo da bomba propriamente dito, pois
exercem praticamente toda tarefa mecânica de movimentação do fluido (no
caso, a insulina). Esses componentes são mostrados na Figura 3.5.
13
Figura 3.5 – Ligação caixa de redução-seringa
A caixa de redução, utilizada para diminuir o número de rotações e
aumentar o torque do motor, é ligada a uma seringa por meio de um trilho em
espiral. Observa-se também a seringa ligada à outra, que nesse caso, faz as
vezes de uma proveta, mensurando o fluido bombeado.
O trilho gira lentamente, empurrando o êmbolo que, por sua vez,
“bombeia” a insulina pela cânula (scalp) ao usuário. Esse sistema, garante a
precisão da infusão do líquido.
3.3 A seringa, a cânula e a agulha
A seringa, a cânula e a agulha, assim como os outros têm papel
fundamental no protótipo proposto. Têm a função de armazenamento,
condução e infusão da insulina, respectivamente.
14
Diferem dos outros e se assemelham entre si por uma característica,
constituem a parte descartável do sistema. Devem ser trocados periodicamente
para evitar eventuais infecções e obstruções, comuns no uso prolongado
desses itens.
A cânula (um scalp) é mostrada na Figura 3.6.
Figura 3.6 - Cânula
A cânula utilizada, não passa de um scalp ordinário, de uso hospitalar.
Scalps assim, são tradicionalmente usados no ambiente hospitalar para manter
acessos venosos prolongados. São de baixíssimo custo, mas devem ser
trocados periodicamente a fim de evitar complicações, sejam estas de ordem
infecciosa, sejam de inutilização da ação do aparelho.
A Figura 3.7, mostra exemplos de seringa utilizadas no desenvolvimento
do projeto.
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Figura 3.7 – Exemplos de seringas de dois tamanhos diferentes
Seringas de dois tamanhos diferentes foram utilizadas. A menor, de 1ml,
comporta até 100UI (unidades internacionais) de insulina. A maior, mais
grossa, é capaz de armazenar 500UI de insulina.
Da mesma forma que as cânulas, as seringas devem ser descartadas
periodicamente. Para o protótipo, utilizaram-se seringas comuns, compradas
em farmácias. O trilho em espiral observado na Figura 3.7 é reaproveitado às
trocas de seringas.
16
4 IMPLEMENTAÇÃO
4.1 Premissas Todo o projeto foi desenvolvido com base nas seguintes premissas:
- baixo custo;
- facilidade de uso;
- portabilidade;
- eficiência no controle glicêmico;
- segurança.
Baixo custo
Como já dito, as bombas existentes no mercado representam um grande
investimento para seus usuários, as tornando muitas vezes inacessíveis a
quem poderia se beneficiar com a terapia. Com a diminuição do custo dessa
terapia, um número maior de pacientes teria acesso a essa tecnologia. Além
disso, aumentaria a adesão do público de maior renda, que também se
beneficiaria com a economia.
Para redução de custos, foram usados materiais baratos e o hardware é
o mais simples possível, o software foi desenvolvido pelo próprio estudante.
Facilidade de uso
É importante a facilidade de uso, já que o equipamento pode ser
utilizado em qualquer idade, desde de idosos (não acostumados com
dispositivos eletrônicos), até crianças (que exigem interface amigável e
cativante). Por isso, o projeto foi desenvolvido, desejando-se que tivesse o
menor número possível de botões, interface amigável e principalmente,
intuitiva.
17
Portabilidade
Obviamente, uma das exigências é que o dispositivo seja portátil, já que
deve estar ligado ao usuário a maior parte do dia. Para isso, o projeto foi todo
desenvolvido levando-se em conta o tamanho, desde a escolha dos materiais
(motor, bateria, botões e até o microcontrolador) até a fabricação de peças
específicas para esta aplicação (gabinete e engrenagens). Assim, buscou-se
obter o menor tamanho possível.
Eficiência no controle glicêmico
Talvez este, o principal quesito. A bomba foi cuidadosamente planejada
para que infundisse taxas o mais precisamente possível.
Segurança
Além da precisão, é preciso segurança, para que por exemplo, disparos
de bolus acidentais não ocorram ou que caso a bomba se molhe, a infusão de
insulina pare.
4.2 Desenvolvimento
Com as premissas previamente explicadas em mente (baixo custo,
facilidade de uso, portabilidade, eficiência no controle glicêmico e segurança),
foi formulado desenho esquemático, mostrado na Figura 4.1, a servir de base
para o desenvolvimento do projeto.
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Botão 6: botão de segurança ↓ Botão 1: usuário
acordado Botão 2: usuário dormindo Botão 3: usuário em atividade física Botão 4: Modo bolus para refeições pequenas Botão 5: Modo bolus para grandes refeições
Figura 4.1 – Projeção esquemática / artística da bomba de insulina
desenvolvida
O projeto do desenho, feito pelo autor, é uma bomba funcional e
compacta composta de: um gabinete, uma seringa, um scalp (cânula), um
circuito elétrico, uma bateria e seis botões.
O gabinete é forjado em poliéster. Possui design compacto e arrojado.
Visa portabilidade, discrição e segurança. A segurança é atingida por sua
resistência à água e a impactos mais leves.
A seringa é o reservatório da insulina a ser infundida. Juntamente com o
scalp e o motor elétrico, forma o conjunto de infusão.
O circuito elétrico dita o ritmo com que o conjunto de infusão deve
bombear a insulina. Esse ritmo é definido pelo usuário por meio dos 6 botões.
Os três primeiros botões, os botões de ritmo, são responsáveis por
manter as taxas de infusão contínua de insulina. Respectivamente, quando
usuário está acordado, dormindo ou em atividade física.
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Os dois últimos botões são os botões de bolus, que são responsáveis
por ativar um pico de insulina para controlar a glicemia após as refeições.
Respectivamente, para pequenas refeições e para grandes refeições. Após o
pico (bolus) de insulina, a bomba volta a infundir a taxa basal de insulina de um
usuário acordado.
O sexto botão, localizado no topo do aparelho, é o botão de segurança.
Esse botão tem por função, evitar o acionamento acidental dos outros botões.
Deve ser pressionado concomitantemente com os demais para ativar suas
respectivas funções.
A bateria fornece a energia necessária para o funcionamento do circuito.
É recarregável e fornece boa autonomia ao equipamento.
O circuito eletrônico é o responsável pelo controle das taxas de infusão
intermediando os comandos do usuário e o funcionamento do conjunto de
infusão.
4.2.1 Protótipo
O sistema aqui descrito é do tipo fechado. Dada a maior facilidade de
execução e a comprovada eficiência desse tipo de sistema. A via de infusão
escolhida foi a subcutânea, a habitualmente usada pelas bombas de infusão, já
que é de fácil acesso para o usuário e permitem maior discrição no uso da
bomba.
Inicialmente, a funcionalidade foi a preocupação, sendo primeiramente
feito um protótipo funcional de dimensões maiores do que as inicialmente
pretendidas (mostrado na Figura 4.2), para daí partir para uma posterior
miniaturização mostrada na Figura 4.3.
Foi montado, como já dito, com base no Kit dsPICLab, em um motor
20
elétrico maior e em uma seringa grande, como pode ser visto na Figura 4.2.
Figura 4.2 – Protótipo demonstrativo
Figura 4.3 – Miniaturização da bomba
Com os equipamentos necessários em mãos, é preciso fazê-los
21
interagir. O projeto prevê que o motor elétrico associado com a caixa de
redução, com uma seringa e uma cânula (scalp) formam o conjunto de infusão.
Para que esse conjunto infunda as taxas terapêuticas (precisas) de
insulina, o papel do microcontrolador se mostra fundamental. O
microcontrolador envia, de acordo com a programação, a taxa adequada de
insulina para cada situação.
O kit já possui os cinco botões de função, microcontrolados,
necessários. O sexto botão (o de segurança) não é necessário que esteja na
placa do protótipo, já que sua função é apenas a de fechar o circuito entre os
outros 5 e o microcontrolador.
O motor é ligado à saída RB0 do microcontrolador e os cinco botões às
entradas RC13, RC14, RB6, RB7 e RD0.
O protótipo baseado na placa dsPICLab é completamente funcional, mas
desenvolvido não para ser usado como terapêutica, mas como ferramenta de
demonstração das funcionalidades de uma futura miniaturização.
As taxas infundidas por esse protótipo não são necessariamente
fisiológicas e visam apenas demonstrar que o equipamento é capaz de
"bombear" diferentes níveis de insulina. Com a programação adequada, se
torna capaz de bombear insulina em níveis muito próximos dos fisiológicos
como ilustra a Figura 4.4.
22
Figura 4.4 – Taxa de insulina no sangue durante o dia
A figura mostra, em azul, a variação das taxas de insulina basal no
sangue de um indivíduo normal durante o dia. Em vermelho, os níveis de
insulina após as refeições, e em verde a insulina bombeada pela bomba de
infusão contínua de insulina. Vale lembrar que a insulina é bombeada no tecido
subcutâneo, sendo paulatinamente passada ao sangue, representando níveis
sanguíneos próximos a uma curva e não de platôs, como mostra o gráfico.
4.2.2 O Firmware
O firmware desenvolvido para a bomba de infusão de insulina, cujo o
código-fonte é mostrado no apêndice A, obedece ao fluxograma mostrado na
Figura 4.5.
23
Botão 1: usuário acordado
Botão 2: usuário dormindo
Botão 3: usuário em atividade física
Botão 4: Modo bolus para refeições pequenas
Botão 5: Modo bolus para grandes refeições
Figura 4.5 – Fluxograma do firmware controlador da bomba
O fluxograma resume a idéia geral do software controlador da bomba
24
(firmware). O firmware desenvolvido e gravado no PIC (o microcontrolador)
funciona da forma mais simples possível. O PIC é inicializado ao ligar-se a
bomba. As entradas e saídas são configuradas e então se inicia uma varredura
dos botões. Varrendo os 5 botões (chaves da Figura 4.5) o microcontrolador
“percebe” quando um dos botões é pressionado, mudando o padrão de infusão
de insulina, se for o caso.
O sexto botão é à parte do circuito lógico. Esse (o botão de segurança)
impede a ativação acidental dos outros cinco botões cortando sua fonte de
energia.
O programa desenvolvido permite que o microcontrolador comande o
motor elétrico, controlando as taxas de infusão de insulina. Isso, obedecendo
aos comandos do usuário e de acordo com uma programação prévia feita pelo
médico. A programação é personalizada para cada paciente, após avaliação
médica cuidadosa. Esclarecendo, o médico programa cada padrão e ao
usuário, cabe ativá-los.
Como já explicado anteriormente, os três primeiros botões (chaves no
fluxograma) são de ritmo, isto é, são responsáveis por manter as taxas de
infusão contínua de insulina. Respectivamente, quando usuário está acordado,
dormindo ou em atividade física.
As duas últimas chaves são os botões de bolus, que são responsáveis
por ativar um pico de insulina para controlar a glicemia após as refeições,
respectivamente, para pequenas refeições e para grandes refeições. Após o
pico (bolus) de insulina, a bomba volta a infundir a taxa basal de insulina de um
usuário acordado (o padrão 1 do fluxograma do firmware controlador da
bomba).
Outro código consta no Apêndice B, programa responsável por controlar
o kit de modo ilustrativo, mostrando o motor bombeando a insulina de modo
contínuo e intermitente.
25
4.3 Considerações Sobre o Hardware
A bomba utiliza motor elétrico retirado de um vibracall de celular, que
alia as características, baixo custo, eficiência, baixo consumo e dimensões
reduzidas.
Foi usado um único microcontrolador para administrar todas as funções
da bomba. O microcontrolador utilizado é de baixo custo, facilmente
programável, e também possui dimensões reduzidas.
O circuito foi projetado de forma que fossem utilizados o menor número
possível de componentes, para evitar gastos e reduzir as dimensões do
projeto.
O gabinete que abriga o conjunto circuito elétrico / mecânico, como não
foi encontrado similar no mercado que atendesse às exigências impostas pelo
projeto, foi forjado pelo próprio estudante, em poliéster. Material esse que alia
as exigências de custo, bem como resistência mecânica e à água, além de
propiciar um bom acabamento ao produto final.
A bateria recarregável (de celular), garante o preço acessível, a fácil
reposição e boa autonomia e ainda atente às exigências de tamanho do
projeto.
Os leds indicadores da função e estado atual da bomba, fazem as vezes
de monitor, substituindo o display de LCD.
As peças plásticas do projeto foram manufaturadas em poliéster. Para a
fabricação, primeiro foram moldadas peças em argila, durepoxi® ou
modificadas peças já existentes. Depois que a peças ficaram prontas foram
envoltas em silicone industrial, produzindo-se assim, as fôrmas. Com as fôrmas
secas, o poliéster líquido, foi então transformado nas peças finais. Após, as
peças eram testadas e se necessário refabricadas. Colocar no
desenvolvimento?
26
4.4 Dificuldades
As principais dificuldades encontradas foram nos imprevistos:
- incompatibilidades entre softwares e hardwares;
- erros de compilação aparentemente sem explicações;
- peças mecânicas que não interagiam da maneira esperada,
mesmo após várias refabricações.
Isso, fora as dificuldades de se encontrar peças nas dimensões
desejadas, tendo que forjá-las o próprio autor. A Figura 4.5 mostra alguns dos
materiais utilizados para a fabricação das peças usadas no projeto
(engrenagens e o gabinete).
Figura 4.5 – Materiais utilizados para a fabricação de peças
Inclusive o autor foi forçado a fabricar uma lupa que atendesse às
características adequadas para a elaboração de engrenagens pequenas. A
Figura 4.6 mostra os componentes da lupa eletrônica montada pelo autor.
27
Figura 4.6 – Lupa eletrônica
Os componentes da lupa eletrônica, montada para auxiliar a fabricação
das peças plásticas, são um circuito CMOS (circuito de captação de imagens)
de uma câmera de segurança de boa qualidade de imagem; e uma lente de
macro (ao fundo da Figura 4.6), que permite grande aproximação aos objetos,
sem perder o foco.
28
5 RESULTADOS E SIMULAÇÕES
Os teste para validação do projeto foram executados levando-se em
conta as premissas para desenvolvimento do mesmo (baixo custo, facilidade
de uso, portabilidade, eficiência no controle glicêmico e segurança) além dos
objetivos inicialmente propostos.
Quanto às premissas, todas foram atingidas.
O baixo custo foi atingido utilizando-se apenas materiais baratos, de fácil
aquisição no mercado, e algumas peças (mais difíceis de serem encontradas
ou não disponíveis no mercado) foram fabricadas pelo próprio autor. Além
disso, os materiais descartáveis, que devem ser trocados periodicamente, são
os mesmos utilizados nas injeções de insulina tradicionais, porém com a
vantagem de serem trocados com intervalos muito maiores (de até seis vezes
por dia nos tratamento intensivos para uma vez a cada três dias),
representando além de baixo custo, uma economia.
Na Tabela 5.1 são mostrados os materiais usados e seus respectivos
preços na época do desenvolvimento do trabalho.
Tabela 5.1 – Custo da bomba desenvolvida
Componentes Valor
Botões, leds e cristal R$ 12,00
Bateria de celular ou pilhas recarregáveis +
carregador
R$ 25,00
Seringa + scalp R$ 1,00
Motor elétrico + engrenagens (caixa de
redução)
R$ 22,00
dsPIC 30F3012 R$ 39,00
Total R$ 99,00
Todos os valores são referentes aos preços das peças compradas
29
avulsas em lojas e já incluem impostos, taxas de importação e frete. Vale
lembrar que o protótipo foi desenvolvido com base no microcontrolador dsPIC,
mas o programa é totalmente compatível com o PIC 16F84A utilizado na
miniaturização, reduzindo o custo do protótipo para R$79,00.
A facilidade de uso foi atingida com uma interface amigável e intuitiva
(evidenciada por desenhos auto-explicativos e simples), além de se ter
conseguido condensar todas as funções da bomba em apenas 5 botões de
acionamento único.
A eficiência do tratamento é reforçada por trabalhos que mostram que
sistemas abertos de infusão contínua de insulina promovem controle adequado
da glicemia, como explicado por Bondansky em 1988. Mas como é preciso
provar a eficácia da bomba em si, foi realizada uma bateria de testes para
avaliar a precisão da infusão de insulina. Um comparativo da bomba
desenvolvida com duas bombas comerciais é mostrado na Tabela 5.2.
Tabela 5.2 – Comparativo entre as bombas
Accu-Chek Spirit H-Tronplus V
100
Bomba desenvolvida
Dimensões 81 x 55 x 20 mm Não informado
pelo fabricante
100 x 49 x 15 mm
Peso Aproximadamente
100 g
Não informado
pelo fabricante
Aproximadamente 80 g
com 150 UI de insulina +
bateria de celular (sem
invólucro)
Invólucro robusto, de plástico
resistente ao
choque e a
produtos químicos,
arestas
arredondadas e
ergonômicas
policarbonato
com as
extremidades
arredondadas
e de alta
resistência e a
prova de
A ser desenvolvido em
poliéster: à prova d’água
30
choque
Alimentação Pilhas alcalinas
normais de
tamanho AA ou
recarregáveis
duas baterias
de óxido de
prata de 3V
Pilhas AAA recarregáveis
ou bateria de celular
(qualquer uma entre 3,0 e
6,0 V)
Visor de cristal líquido
com texto e
símbolos auto –
explicativo; tela
reversível 180
graus; luz de fundo
LCD gráfico N/A (possível de ser
implementado vide
apêndice D)
Perfil basal 5 diferentes perfis
de taxa basal
Não informado
pelo fabricante
3 perfis diferentes
Dose mínima de 0.1 UI/h.
máxima de 25 UI/h
mínima de 0.5
UI/h. máxima
de 25 UI/h
Mínima de 0,5 UI/dia
Máxima de 450 UI em
10seg
Capacidade 315 UI Até 450 UI
Administração 1/20 da dose basal
horária de 3 em 3
minutos
1/20 da taxa
basal
programada a
cada 3
minutos
0,5 UI em tempos
variáveis (entre 0 seg e 24
h)
Bolus 4 tipos Não informado
pelo fabricante
2 tipos
Sistema de
segurança
Processador
tecnologia dual
com alerta e de
erros visual, sonoro
e/ou por vibração
dois
microprocessa
dores,
alarmes com
função de
interrupção
automática
Botão de segurança
Preço Menos de R$100,00
31
A bomba desenvolvida foi comparada com as bombas comerciais Accu-
Chek Spirit e H-Tronplus V 100, consideradas duas das bombas mais
modernas e mais vendidas da atualidade, em diversos parâmetros, a serem
conferidos na Tabela.
Os dados informados na tabela, foram informados pelo próprio
fabricante. O preço da bomba desenvolvida neste trabalho é referente a uma
unidade sem considerar mão-de-obra, somente o valor dos materiais usados.
Para isso, uma proveta foi utilizada para fazer as vezes do tecido
subcutâneo, recebendo a insulina bombeada pelo dispositivo. Cada um dos
botões foi acionado e teve suas taxas pré-programadas comparadas com as
taxas reais obtidas com as medidas da proveta. Todas obtiveram erros
mínimos, de 0,5 UI para as taxas de bolus.
A portabilidade pode ser conferida na Figura 5.1, que mostra o protótipo
final, com 98 x 47 x 12 mm.
Figura 5.1 – Protótipo final
32
6 CONCLUSÃO
Com o exposto e o realizado, conclui-se que os objetivos foram
atingidos, assim como as exigências propostas de custo portabilidade,
resistência e eficiência para o projeto realizado.
A bomba desenvolvida é capaz de infundir quantidades constantes e
variáveis de insulina com precisão aceitável e de cumprir com eficiência a
tarefa a que se propõe.
Este projeto é um projeto acadêmico, executado de forma artesanal e,
ainda, sem pretensões de produção para comercialização e por isso, precisa
ainda de ajustes para ser produzida em série.
Não foi testada in vivo, não provando sua eficácia nos parâmetros
exigentes dos órgãos de saúde, não sendo liberada para uso em humanos.
Ainda são necessários inúmeros testes e ajustes até que isso seja possível.
Mas espera-se que, de alguma maneira, esse trabalho possa contribuir para a
qualidade de vida das pessoas acometidas por esse mal.
6.1 Sugestões de Trabalhos Futuros
O modelo de bomba aqui descrita, apesar de completamente funcional
e dentro dos objetivos propostos, suporta inúmeros aperfeiçoamentos. Sendo
alguns destes, exeqüíveis em projetos futuros.
Como exemplo de modificações a serem tratadas futuramente, pode-se
citar o acréscimo de outros botões funcionais:
- botão de alarme. (para enviar mensagens de socorro via GSM além de um
alerta sonoro e uma mensagem visual alertando transeuntes e pessoas
competentes sobre alguma intercorrência médica);
33
- botões de glicemia pós-pradial. São botões acionados pelo usuário para
compensar uma possível hiperglicemia ao acaso. Liberariam uma dose pré-
calculada (bolus) de insulina de acordo com a glicemia.
Pode-se ainda, experimentar outras vias de infusão. Dentre todas, uma
se destaca, a endovenosa. O uso dessa via permitiria uma correção mais ágil
da glicemia. Apresenta ainda outras vantagens como a infusão de glicose em
casos de hipoglicemia.
Outra função interessante a ser acrescida, seria a automatização de
todo o funcionamento da bomba, inclusive a decisão de quando infundir os
bolus da medicação e as taxas basais.
Isso seria possível, em tese, acrescentando ao circuito um sensor de
glicose que pudesse aferir em intervalos regulares e curtos fornecendo um
feedback à bomba. O controle poderia ser feito da seguinte forma:
1º Aferir constantemente a glicemia;
2º Se normal, manter infusão basal;
3º Se baixa, parar (ou diminuir) a infusão de insulina, acionar alarme de
alerta e se a via de infusão for endovenosa, administrar glicose;
4º Se acima de um valor X (definido pelo médico):
a) infundir de acordo com algoritmo:
-valor glicêmico/Y(definido pelo médico) = Z Ui/h
sendo Z = unidades de insulina a serem administradas por hora.
para que esse algoritmo seja eficaz, é preciso que a glicose seja aferida
em intervalos curtos para que Z seja corrigido até que X atinja um valor alvo, de
forma que Z seja basal.
34
ou
b) de acordo com uma tabela (a ser preenchida pelo médico):
Para cada glicemia (X, X', X'', X'''...), uma taxa de infusão (Z,Z',Z'',Z'''...).
Onde X é o valor máximo de glicose, Y é uma grandeza adimensional e
Z é a velocidade de infusão de insulina.
A bomba oferece ainda a possibilidade de ser usada para a infusão de
praticamente qualquer outra medicação. Se mostrando particularmente útil na
administração de medicações que exijam um controle preciso ou infusão
constante. Esse é o caso de algumas drogas anti-hipertensivas, drogas
psicotrópicas e hormônios entre muitas outras, sendo que muitas dessas
também se beneficiariam com o uso de um dispositivo de feedback autônomo
(esfigmomanômetros, medidores de consciência, eletrocardiógrafos entre
outros).
Enfim, muitas são as possibilidades de projetos futuros, sendo limitadas
apenas pela imaginação de quem aceitar a tarefa de continuar o
desenvolvimento desse dispositivo, que poderá representar um salto na
qualidade de vida de seus futuros usuários.
35
GLOSSÁRIO Afecção – doença
Amputação – procedimento de extirpação de um membro ou parte dele
Artropatia de Charcot – doença articular prevalente no diabético
Aterosclerótica – esclerose (degeneração) das artérias
Bolus - infusões rápidas
Caixa de redução – dispositivo mecânico composto de engrenagens que tem
por objetivo diminuir o número de rotações e aumentar o torque de um motor
Disfunção autonômica – disfunção do sistema nervoso autônomo
Doença arterial periférica – doença caracterizada por lesões em artérias
periféricas
Doença coronariana – doença resultante de lesões nas artérias coronárias
Doença vascular aterosclerótica – acúmulo de placas de ateroma em
artérias, causando doença.
Doença vascular cerebral – doença caracterizada por lesões dos vasos
cerebrais
Eletrocardiógrafo – aparelho capaz de gerar gráficos a partir dos estímulos
elétricos do coração
Endovenosa – endoflébica, intravenosa, dentro da veia
Esfigmomanômetro – sensor de pressão dos vasos
Etiologia – causa
Exógena – que não é produzido pelo corpo
Glicêmico – que diz respeito à glicose no sangue
Hiperglicemia – glicose (asçúcar) elevada no sangue
Hipoglicemia – estado em que a glicose sérica (no sangue) está baixa
36
Infusão basal – modo de infusão que simula a taxa de excreção contínua de
insulina
Insuficiência renal – incapacidade funcional do rim
Insulina – hormônio responsável pelo metabolismo da glicose
Insulinodependente – que depende de insulina exógena
Intraperitoneal – dentro do peritônio (cavidade abdominal)
Metabolizar – Ato de transformar substâncias conforme reações definidas, em
um organismo vivo
Morbidade – doença
Nefropatia – doença renal
Neuropatia – doença neurológica
Níveis glicêmicos – níveis de glicose no sangue
Polidipsia – sede intensa
Prandiais – relacionados às refeições (pós-prandiais: após refeições)
Proveta – instrumento de medida utilizado para medir volumes de líquidos com
precisão
Retinopatia – doença da retina
Scalp – pequena mangueira provida de agulha utilizada para infusão de
medicações dentro da veia
Sérico – referente ao sangue (e.g.: glicose sérica, glicose sangüínea)
SIC – Sistemas de infusão contínua
Úlcera – lesão aberta que atinge o tecido celular subcutâneo
37
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALMEIDA, Arual Augusto Costa João Sérgio. Manual de diabetes. 3ª ed. São
Paulo, Sarvier, 1998.
BANDEIRA, Francisco. Endocrinologia e Diabetes. 1ª. Ed. Medsi, 2003.
BONDANSKY, H Jonathan. Clinical Diabetes an Ilustrated Text. 1ª ed. United
Kingdom: Elsevier Health Sciences, 1988.
GREENSPAN, Francis. Endocrinologia: Básica e Clínica. 7ª. Ed. McGraw-Hill,
2006.
OLIVEIRA, José Egídio Paulo. Diabetes Mellitus: Clínica, Diagnóstico,
Tratamento Multidisciplinar. 1ª. Ed. Atheneu, 2004.
PEREIRA, Fábio. Microcontroladores Pic: Tecnicas Avancadas. 3ª ed. São
Paulo: Érica, 2004.
SBD, Sociedade Brasileira de Diabetes. Consenso Brasileiro Sobre Diabetes
2002: Diagnóstico e classificação do diabetes melito e tratamento do diabetes
melito do tipo 2. Rio de Janeiro, Diagraphic Editora, 2003.
SBD, Sociedade Brasileira de Diabetes. Diabetes na Prática Clínica e-book.
http://www.diabetesebook.org.br, 2006.
SOUZA, David José. Conectando o PIC 16F877A: Recursos Avançados. 2ª ed.
São Paulo: Érica, 2005.
SOUZA, David José. Desbravando o PIC Ampliado e atualizado para
PIC16F628A. 8 ª ed. São Paulo: Érica, 2005.
VILAR, Lúcio. Endocrinologia Clínica. 3ª. ed. Medsi, 2006.
38
39
40
41
42
43
44
APÊNDICE C Descrição detalhada da placa dsPICLAB O kit é uma placa com diversos componentes comumente usados em
projetos microcontrolados, visando economia de tempo e redução da curva de
aprendizado.
O microcontrolador utilizado nesse kit é o dsPIC30F3012, que agrega
funções importantes freqüentemente utilizadas em projetos eletrônicos.
C.1 Alimentação A placa dsPICLAB funciona com uma fonte de alimentação de 9V não
estabilizada e com no mínimo 400mA de corrente.
C.2 Microcontrolador e Gravação In-Circuit O microcontrolador utilizado como unidade central de processamento na
dsPICLAB é o dsPIC30F3012. Esta placa é equipada com um cristal de 20
MHz.
C.3 Botões Estão disponíveis na placa 5 botões definidos de forma que se possa
testar os recursos disponíveis no dsPIC. Por meio dos botões, podem ser
testados os recursos descritos na Tabela C.1.
45
Tabela C.1 – Pinos dos botões e suas funções
Os botões estão em destaque na Figura C.1.
Figura C.1 – Botões do kit e os correspondentes pinos no microcontrolador
Os botões são ligados indiretamente ao microcontrolador, intermediados
46
pelos jumpers destacados na Figura C.2.
Figura C.2 – Jumpers que definem as ligações dos botões aos pinos do
microcontrolador
.4 Leds
do microcontrolador por meio de um jumper que
ode visto na Figura C.4.
C
Os leds da placa (em destaque na Figura C.3), assim como os botões,
podem ser desvinculados
p
47
Figura C.3 – Leds ligados ao kit
Figura C.4 – Jumper que determina a comunicação dos leds com o
microcontrolador
Na Tabela C.2, são mostradas as ligações entre os leds e os pinos do
dsPIC na placa em questão.
48
Tabela C.2 – Ligações dos leds aos pino do dsPIC
Não exite um jumper para cada conexão com dsPIC, mas sim um único
jumper ligado ao terra dos leds.
C.5 A/D
As conexões analógico / digital são controladas pelos trimpots
mostrados em destaque na Figura C.5.
Figura C.5 – Trimpots ligados à entrada analógica do dsPIC
Os trimpots são ligados ao dsPIC nos pinos RB7 e RB6 intermediados
pelos jumpers mostrados na tabela C.3.
49
Tabela C.3 – Posição dos jumpers e suas configurações
C.6 Portas de acesso
A placa dsPICLAB disponibiliza acesso a todos os pinos do dsPIC,
conforme mostra a Figura C.6. Essas portas são de vital importância ao projeto,
já que é por meio delas que o servo motor é conectado ao kit.
50
Figura C.6 – Portas de acesso direto ao microcontrolador
C.7 Esquema Elétrico da Placa
O esquema elétrico da placa está nas Figuras C.7 e C.8.
Figura C.7 – Esquema elétrico da placa (frente)
51
Figura C.8 - Esquema elétrico da placa (verso)
52
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